DIY Linefollower PCB: 7 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

W tej instrukcji pokażę, jak zaprojektowałem i stworzyłem moją pierwszą płytkę PCB linefollower.

Linefollower będzie musiał poruszać się po parku powyżej z prędkością około 0,7 m/s.

Do projektu wybrałem jako kontroler ATMEGA 32u4 AU ze względu na jego prostotę i łatwość programowania. Czujniki używane do śledzenia linii to 6 czujników optycznych typu QRE1113GR. Są to czujniki analogowe. Ponieważ używamy nazwy ATMEGA, jesteśmy ograniczeni do 6 czujników, ponieważ ten układ ma tylko 6 portów analogowych.

Nasze silniki to metalowe motoreduktory 6V DC. Są to małe silniki, ale są wystarczająco mocne do tego celu. Silniki te będą zasilane przez mostek H, DRV8833PWP, wykorzystujący PWM.

To serce naszego Linefollowera. Inne szczegóły zostaną wyjaśnione poniżej.

Krok 1: Projektowanie schematu

Do zaprojektowania schematu i płytki wykorzystałem EAGLE. Jest to darmowe oprogramowanie firmy Autodesk. Korzystanie z tego programu wymaga trochę nauki. Ale to jest dobre oprogramowanie i jest BEZPŁATNE:)

Zacząłem od importu ATMEGA. Ważne jest, aby sprawdzić arkusz danych tego chipa. Wiele komponentów wymaganych do korzystania z tego chipa jest opisanych w arkuszu danych. Po zaimportowaniu wszystkich wymaganych komponentów zacząłem importować mostek H i czujniki. Ponownie, ważne jest, aby sprawdzić te arkusze danych, aby wiedzieć, jak je podłączyć do których pinów ATMEGA i jakich komponentów (rezystory, kondensatory…) potrzebują.

Dodałem plik ze wszystkimi użytymi komponentami.

Krok 2: Projektowanie PCB

Moja płytka drukowana jest dwustronna. Ułatwia to umieszczanie szerokiej gamy komponentów na małej powierzchni.

Ponownie, zaprojektowanie tego nie jest łatwe, nauka obsługi tego oprogramowania wymaga czasu, ale na youtube jest wiele filmów edukacyjnych, które pomogą Ci zacząć.

Upewnij się, że każdy pin kontrolera lub komponentu jest do czegoś podłączony i że każda ścieżka ma wymaganą szerokość.

Krok 3: Zamawianie PCB

Gotowe projekty są gotowe do złożenia zamówienia!

Najpierw musisz wyeksportować projekty jako pliki gerber.

Zamówiłem moje PCB na JLCPCB.com, które mogę gorąco polecić. Uczciwe ceny, szybka wysyłka i dobrej jakości deski.

Krok 4: Lutowanie PCB

Po otrzymaniu płytki można przystąpić do lutowania na niej wszystkich elementów.

Dobry topnik, stacja lutownicza z regulacją temperatury i uchwyt PCB są wysoce zalecane.

Są dobre filmiki na youtube jak lutować komponenty SMD (Louis Rossman jest w tym bohaterem).

Krok 5: Flashowanie bootloadera

Po pomyślnym wlutowaniu PCB nadszedł czas na flashowanie bootloadera do ATMEGA.

Kliknij ten link, aby ci pomóc:

Krok 6: Programowanie Linefollowera

Po flashowaniu bootloadera będziesz mógł uzyskać dostęp do linefollowera w Arduino IDE.

Napisałem poniższy program dla linefollowera.

Wykorzystuje kontroler PID, aby móc jak najlepiej podążać za linią.

Krok 7: Konfiguracja regulatora PID

Aby skonfigurować regulator PID, należy ustawić kilka wartości.

Kp: to jest wzmocnienie, które reguluje prędkość, z jaką popychacz reaguje na błąd. Aby skonfigurować regulator PID, zaleca się zbliżyć się jak najbardziej do stabilnego systemu, konfigurując tylko wartość Kp.

Ki: To integruje błąd i tym samym całkiem brutalnie go naprawi. Po skonfigurowaniu Kp można skonfigurować Ki, Kp będzie musiało zostać obniżone w normalnych warunkach, aby móc uzyskać stabilny system z dodanym Ki.

Kd: To rozróżnia błędy. Jeśli linefollower oscyluje, Kd będzie musiało zostać zwiększone, aż przestanie oscylować.